发电厂概述市公开课一等奖省赛课获奖课件

第一章发电厂概述能源开发与利用水力发电火力发电风力发电太阳能发电其它新能源发电1发电厂概述第1页第一节能源开发与利用能源资源

柴草、煤、石油、天然气、水能；

太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、核能。

2发电厂概述第2页能源一次能源常规能源可再生能源：水力非可再生能源：煤、石油、天然气、核裂变新能源可再生能源：太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能非可再生能源：核聚变材料二次能源电力、焦炭、煤气、汽油、煤油、柴油、重油、沼气、蒸汽、热水表1-1能源分类3发电厂概述第3页资源有效利用

人类生产和生活一直面临着一个无法防止问题：资源稀缺。

重视：能源开发与节约并重4发电厂概述第4页第二节水力发电水电站是将水能转变成电能工厂，

能量转换过程：水能→机械能→电能。

水流量(m3/s)和水头（落差m）我国水力资源理论蕴藏量：6.98亿千瓦技术可开发：4.93亿千瓦经济可开发：3.95亿千瓦当前已开发：1.08亿千瓦5发电厂概述第5页水电站型式图1－1水电站示意图1－水库；2－压力水管；3－水电站厂房；4－水轮机5－发电机；6－尾水渠道（1）坝后式6发电厂概述第6页示例：水口水电厂三峡电站7发电厂概述第7页（2）河床式水电站图1－2河床式水电站示意图8发电厂概述第8页葛洲坝水电站（河床式）9发电厂概述第9页图1－3引水式水电站示意图（3）引水式水电站10发电厂概述第10页引水式电站示例11发电厂概述第11页（4）梯级电站图1－4梯级水电站布置示意图古田溪梯级电站、富泉溪梯级电站12发电厂概述第12页（5）抽水蓄能电站图1－5抽水蓄能式水电站既是电源又是负荷，起到削峰填谷作用；含有调频、调相、负荷备用、事故备用功效。13发电厂概述第13页浙江天荒坪抽水蓄能电站水库14发电厂概述第14页水电站主要动力设备——水轮机能将水能转换成旋转机械能。仅利用水流动能转换为机械能水轮机称为冲击式水轮机。同时利用水流压能、动能转换成机械能水轮机称为还击式水轮机（最广泛）。15发电厂概述第15页1、冲击式水轮机依据水流冲击转轮部位和方向不一样，冲击式水轮机可分为水斗式、斜击式和双击式。水斗式水轮机应用最广泛，它主要部件有转轮、喷嘴、喷针、折向器、主轴和机壳。图1－6水斗式水轮机1－转轮；2－喷嘴；3－转轮室；4－机壳；5－调整手轮；6－针阀16发电厂概述第16页2、还击式水轮机

还击式水轮机种类很多，有混流式、斜流式、轴流式（定浆式、转浆式）、贯流式（全贯流式、半贯流式）。

主要由水轮机室、导水机构、转轮和泄水机构四大部分组成。17发电厂概述第17页（1）水轮机室是引水机构，常称蜗壳，其作用是将引水管来水流沿圆周方向均匀导向转轮。图1－7蜗壳外形图18发电厂概述第18页（2）导水机构

导水机构作用是使水流沿着有利方向进入水轮机转轮。调整导叶开度，调整进入转轮流量，从而改变水轮机输出功率。导水机构关闭导叶，可使水轮机停顿运行。（3）转轮19发电厂概述第19页（4）尾水管图1－8尾水管示意图20发电厂概述第20页21发电厂概述第21页（1）水能是可再生能源，没有损耗，没有污染。（2）不排放有害气体、烟尘和灰渣，没有核废料。（3）水力发电效率高，常规水电厂发电效率在80%以上。（4）机组起停灵活，输出功率增减快、可变幅度大，便于调峰、调频和负担事故备用电源。（5）水库能够综合利用，负担防洪、浇灌、航运、生活和生产用水、养殖、旅游等任务。（6）受丰枯改变影响较大。（7）对生物资源生态环境有破坏。水力发电特点：22发电厂概述第22页第三节火力发电火电厂按照原动机不一样可分为:汽轮机电厂、燃气轮机电厂、蒸汽—燃气轮机联合循环电厂。火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气或其它燃料化学能生产电能工厂。燃煤火电厂、燃油火电厂、燃气火电厂。23发电厂概述第23页一、火电厂生产过程从能量转换观点分析，其基本过程都是：燃料化学能→热能→机械能→电能。图1－9蒸汽动力发电厂原理图1－锅炉；2－汽轮机；3－发电机；4－凝汽器；5－凝结水泵；6－回热加热器；7－给水泵过热器锅炉汽轮机发电机凝汽器回热加热器提升循环效率24发电厂概述第24页锅炉将燃料化学能转化为蒸汽热能，蒸汽机将蒸汽热能转化为机械能，发电机将机械能转化为电能。

锅炉、汽轮机、发电机是常规火力发电厂三大主机。动力设备就是指锅炉、汽轮机及其从属设备与热力系统（如图1—10所表示）。

机组!25发电厂概述第25页图1－10凝汽式火力发电厂生产系统组合示意图26发电厂概述第26页浙江华能火电厂27发电厂概述第27页二、动力设备—锅炉1、锅炉作用：1)燃料在炉膛内燃烧将其化学能转变为烟气热能；2)烟气热能加热给水；3)水经过预热、汽化、过热三个阶段成为含有一定压力、温度过热蒸汽。锅炉由锅炉本体和辅助设备两大部分组成。（1）锅炉本体：由“锅”和“炉”两部分组成。（2）锅炉辅助设备：送风机、引风机、制煤系统以及除渣、除尘设备等。工质：水28发电厂概述第28页2、锅本体是汽水系统，能将水变成蒸汽吸热过程。（1）省煤器；（2）汽包；（3）下降管；（4）水冷壁；（5）过热器；（6）再热器3、炉本体是燃烧系统，能将煤变成烟气热能。（1）炉膛；（2）燃烧器；（3）空气预热器29发电厂概述第29页火电厂锅炉外观30发电厂概述第30页三、动力设备–汽轮机汽轮机工作原理将蒸汽热能转换成机械能高速旋转设备。

汽轮机和发电机组合称为汽轮发电机组。31发电厂概述第31页汽轮机模型32发电厂概述第32页四、火电机组经济指标国内大机组（300MW和600MW）发电热效率在37%--41%左右，对应发电煤耗率在300--340g标准煤/（kW·h）左右。凝汽式火电厂厂用电率普通在4%--10%。

国内大机组供电煤耗率在312--360g标准煤/（kW·h）左右，相当或靠近世界先进水平。标准煤?33发电厂概述第33页标准煤:我国把每千克含热值为7000大卡（29306千焦）煤，定为标准煤。34发电厂概述第34页五、火电厂对环境影响及预防办法烟气粉尘-------静电除尘、效果还好硫氧化物SOx-----脱硫技术氮氧化物NOx----脱硝技术灰渣废水-----污水处理35发电厂概述第35页第四节风力发电风能资源风能就是指流动空气所含有能量，是由太阳能转化而来。全球大气中总风能量约为:1017kW，可被开发利用风能约为:2×1010kW，比世界上可利用水能:大10倍。所以，风能开发利用含有非常辽阔前景。36发电厂概述第36页11月7-8日，于北京举行国际可再生能源大会，来自78个国家和地域代表经过《北京宣言》，呼吁各国加紧可再生能源发展，以应对能源压力《可再生能源法》1月1日生效。我国新能源政策：37发电厂概述第37页古代对风能利用:几千年(埃及最早)历史:风车用于碾谷和抽水、借风航行等当代对风能利用：

风力发电

如：新疆达板城风电场、福建平潭、东山等地风电场38发电厂概述第38页一、风力发电机

（1）风力发电能量转换过程：

空气动能→旋转机械能→电能

风力机发电机与电风扇对照！！！39发电厂概述第39页（2）受力分析来风时，叶片与呈一定角度，称为攻角或冲角；则其在上表面形成低压区，而在下表面形成高压区。

FL称为升力，Fd称为阻力；

当攻角改变时，这两种力大小和方向都会改变。40发电厂概述第40页（3）风力机型式图1－13风力机a水平轴风力机b垂直轴风力机41发电厂概述第41页（4）风力机组成图1－14经典并网风力机剖面图

当前商用大中型水平轴风力发电机，由风轮、升速齿轮箱、发电机、偏航装置（对风装置）、控制系统、塔架等部件所组成。各部件作用42发电厂概述第42页新疆达坂城43发电厂概述第43页44发电厂概述第44页福建平漂45发电厂概述第45页二、风力发电运行方式通常可分为独立运行和并网运行。1、独立运行(5kw以下机组)

图1－15独立运行风力发电系统风太大时,耗去多出电能交流机要经整流确保稳定输出,不间断供电46发电厂概述第46页2、并网运行风力发电机与电网连接，向电网输送电能运行方式，是克服风随机性而带来蓄能问题最稳妥易行运行方式，并可到达节约矿物燃料目标。10kW以上直至兆瓦级风力发电机皆可采取这种运行方式。在风能资源良好地域，将几十、几百台或几千台单机容量从数十千瓦、数百千瓦直至兆瓦级以上风力发电机组按一定阵列布局方式成群安装而组成风力发电机群体，称为风力发电场，简称风电场。风力发电场属于大规模利用风能方式，其发出电能全部经变电设备送往大电网。47发电厂概述第47页交----直-----交系统(稳定,但价高)交----交系统如:平潭长江澳风电场(50台*2MW)、东山乌礁湾风电场。3、风力---柴油发电系统联合运行、风光互补系统48发电厂概述第48页风光互补路灯系统49发电厂概述第49页三、风力发电特点（1）风能是可再生能源，用之不竭。（2）清洁、无空气污染。（3）占地少、建设工期短、投资规模灵活。不影响农牧业。（4）运行简单，能够做到无人值守。

50发电厂概述第50页（5）含有随机性、间歇性，需要其它形式供电或储能配合。（6）风能能量密度低，一样单机容量下，风力发电设备体积大、造价高。（9）运转时会发出噪声及金属叶片对电视机与收音机信号接收会造成干扰，对环境有一定影响。51发电厂概述第51页第五节太阳能发电1、太阳能资源太阳能是地球能源之母、万物生长之源。

可再生能源，用之不竭，无偿使用。而且是清洁、无污染。

不过，太阳能能流密度较低，还含有间歇性和不稳定性。52发电厂概述第52页2、常规太阳能热发电系统图1－16经典太阳能热发电站热力循环系统原理图太阳辐射能热能机械能电能53发电厂概述第53页聚光集热装置聚光器接收器跟踪装置中间热交换器储能系统（蓄热器）热机（汽轮机）和发电机工质辅助燃料锅炉54发电厂概述第54页3、塔式太阳能热发电系统图1－17塔式太阳能热发电系统原理图1－定日镜；2－接收器；3－塔；4－热盐槽；5－冷盐槽6－蒸汽发生器；7－汽轮发电机组；8－凝汽器聚光倍数：1000—3000工作温度：500-℃能够单工质或双工质低温储热罐熔盐或导热油，水55发电厂概述第55页56发电厂概述第56页塔式发电原理大型受热器位于一高塔上,定日镜群以高塔为中心,呈圆周状分布,方便将太阳光准确地聚焦到高塔顶部受热器上,将受热器中传热介质加热至500℃以上,存入高温储罐。需要时用泵将高温传热介质泵入蒸汽发生器内,与给水进行热交换产生10MPa,500℃以上蒸汽,最终利用该高温高压蒸汽驱动Rankine循环汽轮发电机组发电。汽轮机排汽经冷凝器冷凝后泵回给水系统,供蒸汽发生器重复循环利用。高温传热介质在蒸汽发生器中经热交换后,温度降至250~300℃,被泵入低温储罐储存,需用时,再泵送回高塔上受热器内加热。传热介质沿受热器→高温储罐→蒸汽发生器→低温储罐循环流动,所发生能量转换过程为:太阳热能(定日镜场)→传热介质内能(受热器)→蒸汽动能(蒸汽发生器)→电能(汽轮发电机)。57发电厂概述第57页4、抛物面槽式太阳能热发电系统图1－18抛物面槽式太阳能热发电系统原理图聚光倍数：10—50工作温度：400℃能够单工质或双工质（熔盐、水蒸汽）58发电厂概述第58页5、太阳能光发电能量：太阳光能转换成电能。方式：光伏发电、光感应发电、光化学发电、光生物发电。

光伏发电是依据光生伏打效应原理，利用太阳能电池（光伏电池）将太阳能直接转化成电能。59发电厂概述第59页60发电厂概述第60页61发电厂概述第61页62发电厂概述第62页图1－20太阳能电池发电系统！太阳能电池（光伏电池）发电系统普通由太阳能电池方阵、防反充二极管、储能蓄电池、充电控制器、逆变器等设备组成（如图1—20所表示）。63发电厂概述第63页64发电厂概述第64页65发电厂概述第65页第六节其它能源发电（自学）一、核能发电核电厂是利用核裂变能转化为热能，再按火电厂发电方式，将热能转换为电能。它原子核反应堆相当于锅炉。原子核发生裂变，产生巨大能量主要以热能形式被高压水带至蒸汽发生器，在此产生蒸汽，送至汽轮发电机组。66发电厂概述第66页图1－21压水堆核电厂发电方式示意图67发电厂概述第67页

福建省在福鼎、福清筹建核电站，作为能源过渡方案。问题（1）辐射环境影响排放汽体、液体、固体废物（2）非辐射环境影响排放废热、废水等68发电厂概述第68页垃圾焚烧发电厂生物质燃烧热能电能

（在深圳、广东、浙江较多）沼气发电厂木煤气发电厂薪柴发电厂蔗渣发电厂二、生物质能发电

69发电厂概述第69页三、地热发电

1、地热资源类型（1）蒸汽型，以过热蒸汽为主、杂有少许其它气体和水。（2）热水型，以热水或湿蒸汽为主。（3）地压型，以地压水形式在地表下2—3km,被岩石封闭，有很高压力。（4）干热岩型，热岩石（5）岩浆型，熔融状，温度可达600-1500℃。70发电厂概述第70页（1）直接利用地热蒸汽发电